Question

【題目】某植物細(xì)胞中含有抗煙草花葉病毒(TMV)基因，可以合成一種抗TMV蛋白，使葉片對(duì)TMV具有抗感染性。煙草是重要的經(jīng)濟(jì)作物，由于TMV的感染會(huì)導(dǎo)致大幅度減產(chǎn)。研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗TMV的煙草，主要流程如下圖所示：

（1）①過(guò)程涉及有__________________酶。獲得的DNA必須在兩側(cè)添加____________。

（2）在過(guò)程⑤培養(yǎng)基中除含有卡那霉素及植物必需的各種營(yíng)養(yǎng)成分外，還必須添加______，以保證受體細(xì)胞能培養(yǎng)成再生植株。

（3）由圖分析，在過(guò)程③構(gòu)建的重組Ti質(zhì)粒上應(yīng)該含有卡那霉素抗性基因作為________，重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入煙草體細(xì)胞的方法是___________。

（4）上述卡那霉素的作用是_________________。

（5）過(guò)程⑥可采取___________的方法，檢測(cè)植株是否合成了抗TMV蛋白。在個(gè)體水平的鑒定過(guò)程中，可通過(guò)的___________方法來(lái)確定植株是否具有抗性。

（6）基因工程除了在農(nóng)業(yè)上可以獲得抗逆性的農(nóng)作物外，在環(huán)境保護(hù)方面也展現(xiàn)出誘人的前景，請(qǐng)列舉出一個(gè)例子：_______________。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶 啟動(dòng)子 、終止子 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 （或植物激素） 標(biāo)記基因 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 篩選出含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞 抗原-抗體雜交 接種煙草花葉病毒 分解泄漏石油；降解有毒有害的化合物；吸收環(huán)境中的重金屬；處理工業(yè)廢水等

【解析】

分析題圖：過(guò)程①②表示目的基因（抗煙草花葉病毒基因）的獲取，其中過(guò)程①為逆轉(zhuǎn)錄；過(guò)程③是基因表達(dá)載體（重組Ti質(zhì)粒）的構(gòu)建；過(guò)程④表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞（煙草細(xì)胞）；過(guò)程⑤⑥表示目的基因的檢測(cè)與鑒定并利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將成功導(dǎo)入目的基因的煙草細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，其中過(guò)程⑤篩選出的是含有卡那霉素抗性基因的煙草細(xì)胞，此類細(xì)胞包括含有重組Ti質(zhì)粒（目的基因）的細(xì)胞和含有Ti質(zhì)粒的細(xì)胞。

(1) 過(guò)程①表示以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與催化。啟動(dòng)子位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA；終止子位于基因的尾端，起到終止轉(zhuǎn)錄的作用。獲得的目的基因由于缺乏啟動(dòng)子和終止子而不能正常表達(dá)，所以必須在獲得的目的基因的兩側(cè)添加啟動(dòng)子和終止子，以調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的開(kāi)始和終止。

(2) 過(guò)程⑤是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞（煙草細(xì)胞）。植物組織培養(yǎng)過(guò)程，除需要加入各種營(yíng)養(yǎng)成分外，還需要添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素（或植物激素），以確保將受體細(xì)胞培養(yǎng)成再生植株。

(3) 在過(guò)程③構(gòu)建的重組Ti質(zhì)粒上含有的卡那霉素抗性基因作為標(biāo)記基因，以便將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)。農(nóng)桿菌含有Ti質(zhì)粒，可見(jiàn)，將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入煙草體細(xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。

(4) 由圖示信息“在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)”可知，卡那霉素的作用是篩選出含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。

(5) 檢測(cè)植株是否合成了抗TMV蛋白，在過(guò)程⑥中可采取抗原-抗體雜交的方法。在個(gè)體水平上鑒定抗煙草花葉病毒基因?qū)�入煙草�?xì)胞后，是否賦予了煙草細(xì)胞抗病的特性，可進(jìn)行抗病的接種實(shí)驗(yàn)，即可通過(guò)接種煙草花葉病毒的方法來(lái)確定植株是否具有抗性。

(6) 基因工程在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用有：分解泄漏的石油、降解有毒有害的化合物、吸收環(huán)境中的重金屬、處理工業(yè)廢水等。